数字摄影基础

摄影艺术詹勇照相机自1839年由法国人达盖尔发明以来，已经走过了170多年的发展道路。照相机走过了从黑白到彩色，从纯光学、机械结构演变为光学、机械、电子三位一体，从传统银盐胶片发展到今天的以数字存储器作为记录媒介。随着科技的发展，数码相机已被人们所广泛使用，人们的影像生活也由此得到了彻底改变。小孔成像原理1990年，柯达推出DCS100电子相机首次在世界上确立了数码相机的一般模式1996年，成为数码相机历史上一个非常重要的里程碑。2003年，佳能公司发布了世界第一款人民币万元以下的数码单反相机。一代平民数码单反王数码相机VS胶片相机技术进步带来革命成像方式照片的预览回放存储介质的不同数码相机VS胶片相机技术进步带来革命成像方式照片的预览回放存储介质的不同数码相机VS胶片相机技术进步带来革命成像方式照片的预览回放存储介质的不同（1）光电器件成像，存储器件存储，可更改，反复使用（2）立拍立现，即时回放（3）有利于影像的的完整复制与保存（4）用白平衡或数字处理功能可适应各种光源的色温（5）便于照片的特技加工与修整优点：不足：（1）快门时滞（2）有拍摄间隔（图像需储存）常见数码相机类型消费型数码相机准专业级消费型数码相机单反数码相机常见数码相机类型消费型数码相机准专业级消费型数码相机单反数码相机单电数码相机指采用电子取景器（EVF）且具有数码单反功能（如可更换镜头、具备快速相位检测自动对焦，较大的影像传感器尺寸等）的相机。2010年8月，索尼首推数码单电相机——SLT-A55和SLT-A33。“单电”是索尼公司的商标。在索尼公司推出“单电相机”之前，早期“单电”只是部分网友模仿“单反”叫法简称而来，用来表示奥林巴斯、松下、三星等消费电子巨头推出的无反光镜、使用电子取景器，可以像单反一样更换镜头的产品。“单电”何为数字摄影数字摄影是指用电子手段代替传统的化学介质去记录、储存、加工和传输视觉影像的新的拍摄方式。数码相机核心部件与曝光控制•像素是衡量数码相机的重要指标。像素指的是数码相机的分辨率。它是由相机里的光电传感器上的光敏元件数目所决定的，一个光敏元件就对应一个像素。因此像素越大，意味着光敏元件越多，相应的成本就越大。数码相机的图像质量部分是由像素决定的,大过一定尺寸再单纯拿像素来比较就没有意义了，目前主流单反数码相机像素在1000万以上,但是普通摄影及家用500万像素已足够用，因为我们使用的显示器的分辨率有限，一般为1024×768至1920×1200，这样的分辨率如果显示像素过高的图片是，图片会被压缩至当前屏幕的大小，此时有的图片就会出现锐利度过高的情况而失真。像素镜头体系相机镜头是相机中最重要的部件，因为它的好坏直接影响到拍摄成像的质量。同时镜头也是划分相机种类和档次的一个最为重要的标准。一般来说，根据镜头，可以把相机划分为专业相机，准专业相机和普通相机三个档次，无论是传统的胶片相机还是数码相机，都可以适用于这个划分。镜头能分为变焦和定焦两大类。按照视角可以分为鱼眼镜头、超广角镜头、广角镜头、标准镜头、中焦镜头、中长焦镜头、长焦镜头、超长焦镜头。按焦距是否可调可以分为定焦镜头和变焦镜头。按对焦方式可以分为自动镜头和手动镜头。按镜头卡口可以分为佳能的EF卡口，尼康的F卡口，索尼的α卡口，宾得的PK卡口，奥林巴斯的OM卡口等。按光轴是否可调可以分为移轴镜头和固定光轴镜头。按成像、价格、光圈大小、品质做工等，又可以分为专业镜头和非专业镜头等。对焦系统对焦的英文学名为Focus，通常数码相机有多种对焦方式，分别是自动对焦、手动对焦等等。指相机通过电子及机械装置，根据被摄物体的远近，调节镜头内的透镜和感光元件的距离，使被摄物体通过镜头后在感光元件上清晰成像。对焦过程中，拍摄对象由模糊变为清晰最终对焦成功，这一过程成为合焦。手动对焦自动对焦感光元件感光元件是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光元件的发展道路。数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光元件，感光元件就是数码相机的不用更换的“胶卷”而且是与相机一体，所以称为是数码相机的心脏很确切。•CCD•ChargeCoupledDevice•CMOS•ComplementaryMetal-OxideSemiconductorCCD的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，价格非常高昂。对于CMOS来说，具有便于大规模生产，且速度快、成本较低，将是数字相机关键器件的发展方向。目前，在CANON等公司的不断努力下，新的CMOS器件不断推陈出新，高动态范围CMOS器件已经出现，这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要，使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性，可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比，CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。•SUPERCCD•FoveonX3CMOS画幅APS-C画幅APS画幅诞生于胶片时代，共设计了三种底片画幅(H、C、P)；H型是满画幅(30.3×16.6mm)，长宽比为16:9；C型是在满画幅的左右两头各挡去一端，长宽比为3:2(24.9×16.6mm)，于135底片同比例；P型是满幅的上下两边各挡去一条，使画面长宽比例为3:1(30.3×10.1mm)，被称为全景模式。画幅全画幅所谓全画幅是针对传统135胶卷的尺寸来说的。以前大部分的数码单反CCD尺寸都比135胶卷的尺寸小，而全画幅数码单反的CCD（或CMOS的感光成像的元件）尺寸和135胶卷的尺寸相同。而CCD尺寸越大，成像质量越高。并且对于已经有传统单反的用户来说，镜头使用不会有换算问题。镜头装在全画幅的机身上,是1:1,18mm广角就是18mm的视角效果,APS就是28mm(1.6倍)。标准镜头焦距指的是焦距长度和成像元件对角线长度大致相等。对于35mm胶片来说，对角线长度为43mm，严格的标头是43mm，但为了简化计算，以50mm当标头。全画幅的优势全画幅17-40APS-C画幅27.2-64全画幅24-105APS-C画幅38.4-168数码相机的图像格式JPEGJPEG是JointPhotographicExpertsGroup(联合图像专家组)的缩写，文件后辍名为“．jpg”或“．jpeg”，这个名称代表JointPhotographicExpertsGroup（联合图像专家小组）。是一种支持8位和24位色彩的压缩位图格式，适合在网络（Internet）上传输，是非常流行的图形文件格式。JPEG的压缩方式通常是破坏性资料压缩（lossycompression），意即在压缩过程中图像的品质会遭受到可见的破坏。TIFFTIFF格式是由数码相机内影像生成器生成的照片格式，它们是由照相机完成的影像。TIFF格式的画质要高于JPEG格式。但因为是无损的压缩文件，压缩率低，文件量就很大，所占的空间大，传输、使用、存储都没有JPEG快捷。数码相机的图像格式CAMERARAWRAW中文解释是“原材料”或“未经处理的东西”。RAW包含了原图片文件在传感器产生后，进入照相机图像处理器之前的一切照片信息。用户可以利用PC上的某些特定软件对RAW的图片进行处理。储存和优势通过对颜色过滤排列的专题的了解，我们应该知道传统的传感器中，每个象素只负责获得一种颜色。每个象素承载的数据通常有10或12位（12位最常用），而这些数据就能储存到RAW文件里面。照相机内置图像处理器通过这些RAW数据进行插值运算，计算出三个颜色通道的值，输出一个24位的JPEG或TIFF图像。虽然TIFF文件保持了每颜色通道8位的信息，但它的文件大小比RAW更大（TIFF：3×8位颜色通道；RAW：12位RAW通道）。JPEG通过压缩照片原文件，减少文件大小，但压缩是以牺牲画质为代价的。因此，RAW是上述两者的平衡：既保证了照片的画质和颜色，又节省储存空间（相对于TIFF）。一些高端的数码相机更能输出几乎是无损的压缩RAW文件。适用性许多图像处理软件可以对照相机输出的RAW文件进行处理。这些软件提供了对RAW格式照片的锐度、白平衡、色阶和颜色的调节。此外，由于RAW拥有12位数据，你可以通过软件，从RAW图片的高光或昏暗区域榨取照片细节，这些细节不可能在每通道8位的JPEG或TIFF图片中找到。弊端RAW有一个明显的弊端：随着照相机牌子和型号的不同，它们输出的RAW格式也不同。用户在处理RAW格式图片的时候必须使用厂家提供的专门软件。这为图像处理带来了诸多不便。此外，相对于JPEG和TIFF格式的图片，打开和处理RAW文件要耗费更多的时间。为了解决这个问题，有的数码相机可以让用户拍摄照片的时候同时以RAW与JPEG格式储存照片。随着照相机图像处理速度越来越快，记忆卡容量越来越大而且越来越便宜，上述的做法将不再麻烦了。同时记录JPEG和RAW格式照片，可以让用户使用常规的图像处理软件组织和编辑照片（JPEG）；当需要获得处理精细的照片或需要改善照片缺憾（如白平衡不正确和高光/暗部细节缺失）的时候，用户可以使用RAW解决问题。除此以外，现在越来越多第三方软件制造商制造一些兼容性强的图像处理软件，让多个品牌、多个型号的照相机都能使用同一个软件处理其输出的RAW照片，解决RAW的兼容性问题。AdobePhotoshopCS就是其中一个例子。然而，AdobePhotoshop并不能像厂家的专门软件那样，提供全面的RAW处理设定。兼容性不够强仍然是限制RAW格式发展的最大障碍。快门：快门是相机中的一个机械装置，大多设置于机身接近底片的位置（大型相机的快门则是设计在镜头中），通过控制快门的开关速度，来决定相机的曝光时间控制曝光量。快门速度一般在1584211/21/41/81/151/301/601/1251/2501/5001/10001/20001/30S1/60S1/125S快门速度的应用定格运动物体的瞬间状态快门速度的应用定格运动物体的瞬间状态表现运动物体的运动形态•机械快门：用弹簧或是电磁手段，控制几片叶片的开闭，或是两层帘幕像舞台“拉幕”一样左右或上下以一定宽度的缝隙“划过”成像像场窗口，让窗口获得指定时间长短的“见光机会”——这就使通常的机械快门概念。•电子快门:它实际上并没有“门”，而是利用了CCD不通电不工作的原理，在CCD不通电的情况下，尽管像场窗口“大敞开”，但是并不能产生图像。如果在按下快门钮时，使用电子时间电路，使CCD只通电“一个指定的时间长短”，就也能获得像有快门“瞬间打开”一样的效果。（所以电子快门数码相机在按下快门时是“无声”的。不过为了满足影友的“心理需求”，有的相机可以设定一个“电子发声”：模拟出一个“咔嚓”声来让你“过过瘾”）。安全快门光圈：光圈(Aperture)是相机镜头中可以改变大小的孔洞，它控制进入镜头中的光线量，假设其他因素及快门速度不变时，光圈开得越大，通过镜头进入的光量就越多，反之亦然。光圈的数值通常用f值来表示，而f值越大，光圈就开得越小，反之亦然。光圈的控制是否得当决定了相片的光暗。F2.8F16光圈的范围：F1F1.2F1.4F2F2.8F4F5.6F8F11F16F22F32F44F64对于消费型数码相机而言，光圈f值常常介于f2.8-f16光圈：F2.8F4F5.6F8F11F16F22快门：1/41/81/151/301/601/1251/2501/5001/1000景深：当镜头聚焦于拍摄对象时，被摄体与其前后的景物有一段清晰的范围，这个范围就叫做景深。光圈是决定画面景深的重要因素之一。在其他条件相同的情况下，光圈越大，画面景深越浅；相应地，光圈越小，画面景深越大。F41/120SF111/15SF221/4S光圈大小与适用时机•光圈大小应根据